CN115255576B - 焊接工作点设置方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

焊接工作点设置方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请适用于焊接技术领域,提供了一种焊接工作点设置方法、装置、设备及存储介质,方法包括获取焊接工作点的参数设置模式,获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量;根据参数设置模式对初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量;从焊接工艺参数集中查找当前焊接工作点的工艺参数,并将新参数偏移量与工艺参数进行叠加处理,生成当前焊接工作点的静态设置参数。该焊接工作点设置方法避免了由于用户缺乏经验而忽略初始偏移量的风险,提高了焊接质量的稳定性;且当前焊接工作点对应的工艺参数均为已试验过的满足预设性能要求的参数,可以更好地保证焊接质量稳定性,提高焊接性能。

Description

焊接工作点设置方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请属于焊接技术领域,尤其涉及一种焊接工作点设置方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
协同式熔化极气体保护焊在焊接前通常对焊接工作点进行增量式调整。通过增量式调整,可以在送丝速度恒定时,对影响电弧能量的焊丝伸出长度、焊接能量参数(例如焊接电流)进行预置和调整,进而保障在焊接过程中获得优质的焊缝质量和满意的焊接性能。
在焊接操作人员完成某一焊接工作点的增量式调整后,通常会产生焊接能量参数的偏移量,例如焊接电流偏移量。在进行下一个焊接工作点的增量式调整时,如何处理上述焊接能量参数的偏移量过度依赖于焊接操作人员的经验和判断,导致焊接质量稳定性不高。
发明内容
有鉴于上述背景,本申请实施例提供了一种焊接工作点设置方法,以解决现有技术中焊接工作点静态设置方法易导致焊接质量不稳定的技术问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种焊接工作点设置方法,其特征在于,方法包括:
获取焊接工作点的参数设置模式;
获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量;
根据所述参数设置模式对所述初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量;
从焊接工艺参数集中查找当前焊接工作点的工艺参数,并将所述新参数偏移量与所述工艺参数进行叠加处理,生成当前焊接工作点的静态设置参数;其中,所述焊接工艺参数集包括满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述初始参数偏移量包括焊接能量参数的偏移量;
所述获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量,包括:
获取所述上一个焊接工作点进行增量式调整后的第一焊接能量参数;
从所述焊接工作点参数集查找所述上一个焊接工作点的第二焊接能量参数;
将所述第一焊接能量参数与所述第二焊接能量参数的差值确定为所述初始参数偏移量。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述根据所述参数设置模式对所述初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量;包括:
在所述参数设置模式为忽略模式的情况下,将所述初始参数偏移量进行归零处理,生成所述新参数偏移量;
在所述参数设置模式为随带模式的情况下,将所述初始参数偏移量确定为所述新参数偏移量;
在所述参数设置模式为改变模式的情况下,获取当前焊接工作点的焊接能量参数的偏移量幅值,根据所述偏移量幅值对所述初始参数偏移量进行限幅处理,生成所述新参数偏移量。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述获取焊接工作点的参数设置模式之前,所述方法还包括:
根据焊接工艺试验,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数;其中,所述预设焊接性能要求包括:熔滴过渡频率大于或等于最大熔滴过渡频率的60%,和/或焊缝成形宽度一致性小于或等于10%;
将所述多个焊接工作点的工艺参数组合生成所述焊接工艺参数集;其中,每个焊接工作点的工艺参数包括送丝速度、相互匹配的焊接能量参数和焊丝伸出长度。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述根据焊接工艺试验,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数,包括:
获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点;其中,所述焊接工作上界点具有满足预设焊接性能要求下的最小焊丝伸出长度、以及与该最小焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数,所述焊接工作下界点具有满足预设焊接性能要求下的最大焊丝伸出长度、以及与该最大焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数;
根据所述焊接工作上界点、所述焊接工作下界点以及所述多个焊接工作试验点进行插值运算,确定当前送丝速度下的焊接工作中点以及当前送丝速度下的焊接工艺参数子集;其中,采用所述焊接工作中点的工艺参数进行焊接时的焊接性能最优;
调节当前送丝速度,返回执行获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点,直至获取到多个送丝速度各自分别对应的焊接工艺参数子集时为止。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点,包括:
采用试凑法确定满足预设焊接性能要求的第一工作点的工艺参数;
将所述第一工作点确定为起始点,调节所述起始点的工艺参数生成第一参数;其中,所述调节包括同时调节焊丝伸出长度和焊接能量参数,且所述焊丝伸出长度和所述焊接能量参数之间符合单调下降关系曲线;
获取采用所述第一参数进行焊接时的焊接性能参数;
在所述焊接性能参数满足预设焊接性能要求的情况下,将所述第一参数对应的焊接工作点保存为起始点;
返回执行调节所述起始点的工艺参数生成第一参数的步骤,直至获取到所述焊接工作上界点和所述焊接工作下界点时为止。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述获取多个送丝速度各自分别对应的焊接工艺参数子集之后,所述方法还包括:
对所述多个送丝速度各自分别对应的焊接工作中点进行插值运算,生成焊接中值工作基线;
对所述多个送丝速度各自分别对应的焊接工作上界点进行插值运算,生成焊接上界工作基线;
对所述多个送丝速度各自分别对应的焊接工作下界点进行插值运算,生成焊接下界工作基线。
本申请实施例提供的焊接工作点设置方法中,当参数设置模式被选定后,焊机自动地按照所选定的工作模式对上一个工作点所具有的电流和(或)电压偏移量进行处理,然后再将这个偏移量叠加到当前焊接工作点所对应的参数上以获得新的、可应用的焊接工艺参数。一方面,本方法面向用户提供参数设置模式选择,满足了不同焊接应用场景下的不同焊接需求,提高了焊接工作点设置的效率,同时避免了由于用户缺乏经验而忽略初始偏移量的风险,提高了焊接质量的稳定性;另一方面,当前焊接工作点对应的工艺参数从焊接工艺参数集中查找获得,该工艺参数均为已试验过的满足预设性能要求的参数,可以更好地保证焊接质量稳定性,提高焊接性能。
第二方面,本申请实施例提供了焊接工作点设置装置,装置包括:
第一获取模块,用于获取焊接工作点的参数设置模式;
第二获取模块,用于获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量;
生成模块,用于根据所述参数设置模式对所述初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量;
叠加模块,用于从焊接工艺参数集中查找当前焊接工作点的工艺参数,并将所述新参数偏移量与所述工艺参数进行叠加处理,生成当前焊接工作点的静态设置参数;其中,所述焊接工艺参数集包括满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数。
第三方面,本申请实施例提供了一种焊接工作点设置设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述第一方面任一项方法的步骤。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项方法的步骤。
第五方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在终端设备上运行时,使得终端设备执行上述第一方面中任一项的方法。
可以理解的是,上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的焊接工作点设置方法的流程示意图;
图2是本申请一实施例提供的获取焊接工艺参数集方法的流程示意图;
图3为本申请另一实施例提供的获取焊接工艺参数集方法的流程示意图;
图4为本申请又一实施例提供的获取焊接工艺参数集方法的流程示意图;
图5为本申请一实施例提供的CTWD分别和焊接电流、焊接性能参数之间的关系示意图;
图6是本申请一实施例提供的焊接工作点设置装置的结构示意图;
图7是本申请另一实施例提供的焊接工作点设置装置的结构示意图
图8是本申请一实施例提供的焊接工作点设置设备的硬件组成示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其它一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其它方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其它方式另外特别强调。
协同式熔化极气体保护焊在焊接前通常对焊接工作点进行增量式调整。通过增量式调整,可以在送丝速度恒定时,对影响电弧能量的焊丝伸出长度、焊接能量参数(例如焊接电流)进行预置和调整,进而保障在焊接过程中获得优质的焊缝质量和满意的焊接性能。
例如,当送丝速度恒定时,a)焊接工作点由焊接工作中点改变到焊接工作高点,焊接电流和焊接电压均相应有所增加,而所建议的板材厚度不变;或者,b)焊接工作点由焊接工作中点改变到焊接工作低点,焊接电流和焊接电压均相应减小,而所建议的板材厚度仍然未变。
在焊接操作人员完成某一焊接工作点的增量式调整后,通常会产生焊接能量参数的偏移量,例如焊接电流偏移量。在进行下一个焊接工作点的增量式调整时,如何处理上述焊接能量参数的偏移量过度依赖于焊接操作人员的经验和判断,缺乏科学性的基础理论指导,且没有相应的技术标准可以遵从,致使因此而设计出来的焊机***的焊接质量稳定性不高,不能满足高质量和高性能焊接生产的要求。
下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行示例性说明。值得说明的是,下文中列举的具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
图1为本申请一实施例提供的焊接工作点设置方法的流程示意图,如图1所示,方法包括:
S101、获取焊接工作点的参数设置模式。
本实施例中,参数设置模式用于描述参数偏移量的处理模式。其中,参数偏移量是指增量式调整中焊接能量参数的变化量。例如,焊接电流的增量,或者焊接电压的增量。
增量式调整中,在送丝速度恒定的情况下,允许焊接电流(或焊接电压)在一定范围内变化,故一个送丝速度可以对应多个焊接工作点,该多个焊接工作点包括焊接工作中点,高焊接工作点以及低焊接工作点。
通常情况下,焊机初始状态时的焊接工作点均为焊接工作中点,而经过增量式调整后的焊接工作点不再是焊接工作中点,例如为高焊接工作点。故调整后的焊接工作点相对于焊接工作中点会产生焊接电流和或焊接电压的变化量,即参数偏移量。
S102、获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量。
本实施例中,初始参数偏移量包括焊接能量参数偏移量,例如电流偏移量、电压偏移量。
本实施例中,实现获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量的一种可行的实施方式包括:
步骤1:获取上一个焊接工作点进行增量式调整后的第一焊接能量参数。
步骤2:从焊接工作点参数集查找上一个焊接工作点的第二焊接能量参数。
步骤3:将第一焊接能量参数与第二焊接能量参数的差值确定为初始参数偏移量。
其中,焊接工艺参数集包括满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数。
本实施例中,第一焊接能量参数和第二焊接能量参数为同一类型的参数。
S103、根据参数设置模式对初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量。
本实施例中,参数设置模式包括忽略模式、随带模式以改变模式,分别对应清零、保持和限幅操作。相应地,实现根据参数设置模式对初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量的可行的实施方式包括:
方式1:在参数设置模式为忽略模式的情况下,将初始参数偏移量进行归零处理,生成所述新参数偏移量。
参数设置模式为忽略模式,表示忽略上一个焊接工作点的焊接能量参数的偏移量,具体表现为将初始参数偏移量进行归零处理,生成新参数偏移量。
方式2:在参数设置模式为随带模式的情况下,将初始参数偏移量确定为新参数偏移量。
参数设置模式为随带模式,表示保持上一个焊接工作点的焊接能量参数不变,具体表现为将初始参数偏移量确定为新参数偏移量。
方式3:在参数设置模式为改变模式的情况下,获取当前焊接工作点的焊接能量参数的偏移量幅值,根据偏移量幅值对所述初始参数偏移量进行限幅处理,生成新参数偏移量。
参数设置模式为随带模式,表示需改变上一个焊接工作点的焊接能量参数,具体地可以根据当前焊接工作点的焊接能量参数的偏移量幅值对初始参数偏移量进行限幅处理。可选地,当前焊接工作点的焊接能量参数的偏移量幅值可以从焊接工艺参数集中获取。
本步骤中,根据偏移量幅值对初始参数偏移量进行限幅处理包括:若初始参数偏移量大于或等于偏移量幅值,则将偏移量幅值确定为新参数偏移量;若初始参数偏移量小于偏移量幅值,则将初始参数偏移量确定为新参数偏移量。
S104、从焊接工艺参数集中查找当前焊接工作点的工艺参数,并将新参数偏移量与工艺参数进行叠加处理,生成当前焊接工作点的静态设置参数。
本实施例中,焊接工艺参数集中每个焊接工作点的工艺参数包括送丝速度、相互匹配的焊接能量参数和焊丝伸出长度。
其中,焊丝伸出长度是指导电嘴端部到工件表面的焊丝伸出长度,即焊丝伸出长度用于描述导电嘴到工件的距离CTWD,下文中通过焊丝伸出长度表示CTWD。
由电弧特性可知,当焊接电流变小时,电弧长度变小,此时焊接电弧变短,由焊接电流产生的热量减小,为了保障焊接时的熔化速度不变(即送丝速度不变),需要增加焊丝伸出长度,即增加CTWD,此时CTWD变大,焊丝产生较大的电阻热,可以通过该较大的电阻热,保障熔化速度与之前(焊接电流减小前)保持一致。故在增量式调整中,焊接能量参数(例如焊接电流)与焊丝伸出长度相互匹配对偶,需要同时调节焊接能量参数和焊丝伸出长度。
其中,焊接焊接能量参数包括焊接电流、焊接电压、焊接阻抗、焊接功率中的一个或多个。为了便于理解,下文中通过焊接电流表示焊接能量参数以进行示例性说明。
本实施例中,焊接工艺参数集可以通过焊接工艺试验预先获取。可选地,焊接工艺参数集包括了多个送丝速度各自分别对应的焊接工艺参数子集。
其中,每个焊接工艺参数子集中包括了同一个送丝速度下的多组对偶的焊接电流和焊丝伸出长度。
本实施例中,将新参数偏移量与工艺参数进行叠加处理,生成当前焊接工作点的静态设置参数的一种可行的实施方式包括:
步骤1:将新电流偏移量与当前焊接工作点的工艺参数中的焊接电流进行叠加处理,得到更新后的焊接电流。
步骤2:将查找获得的送丝速度、更新后的焊接电流以及查找获得的焊丝伸出长度确定为当前焊接工作点的静态设置参数。
本申请实施例提供的焊接工作点设置方法中,当参数设置模式被选定后,焊机自动地按照所选定的工作模式对上一个工作点所具有的电流和(或)电压偏移量进行处理,然后再将这个偏移量叠加到当前焊接工作点所对应的参数上以获得新的、可应用的焊接工艺参数。一方面,本方法面向用户提供参数设置模式选择,满足了不同焊接应用场景下的不同焊接需求,提高了焊接工作点设置的效率,同时避免了由于用户缺乏经验而忽略初始偏移量的风险,提高了焊接质量的稳定性;另一方面,当前焊接工作点对应的工艺参数从焊接工艺参数集中查找获得,该工艺参数均为已试验过的满足预设焊接性能要求的参数,可以更好地保证焊接质量稳定性,提高焊接性能。
由图1实施例可知,在对当前焊接工作点设置之前需要预先获取焊接工艺参数集,以便进行焊接工作点参数的设置。该焊接工艺参数集包括了满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数,上述工艺参数均为已试验过的满足预设性能要求的参数,可以更好地保证焊接质量稳定性,提高焊接性能。下面通过图2至图4的实施例描述预先获取焊接工艺参数集的可行的实施方式。
图2为本申请一实施例提供的获取焊接工艺参数集方法的流程示意图,如图2所示,在步骤101之前,方法还包括:
S201、根据焊接工艺试验,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数。
其中,每个焊接工作点的工艺参数包括送丝速度、相互匹配的焊接能量参数和焊丝伸出长度。
由于增量式调整中,一个送丝速度可以对应有多个焊接工作点,故本实施例中,可以将送丝速度确定为焊接工作点调整的基础。在设定一个送丝速度后,保持该送丝速度恒定,获取该送丝速度对应的焊接工艺参数子集(即多个焊接工作点各自分别对应的工艺参数)。然后调节送丝速度,获取不同的送丝速度各种分别对应的焊接工艺参数子集,下面通过图3实施例进行示例性说明。
本实施例中,预设焊接性能要求包括:熔滴过渡频率大于或等于最大熔滴过渡频率的60%,和/或焊缝成形宽度一致性小于或等于10%。
S202、将多个焊接工作点的工艺参数组合生成焊接工艺参数集。
本实施例中,将多个焊接工作点的工艺参数组合生成焊接工艺参数集包括:将多个送丝速度分别对应的焊接工艺参数子集组合生成焊接工艺参数集。
本申请实施例提供的获取焊接工艺参数集的方法,确定预设焊接性能要求包括:熔滴过渡频率大于或等于最大熔滴过渡频率的60%,和/或焊缝成形宽度一致性小于或等于10%,从而使得焊接工作点设置时采用焊接工艺参数集中的参数的焊接性能得到保障。
图3为本申请另一实施例提供的获取焊接工艺参数集方法的流程示意图,描述了图2实施例中步骤201的一种可行的实施方式;如图3所示,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数包括:
S301、获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点。
本实施例中,焊接工作上界点具有满足预设焊接性能要求下的最小焊丝伸出长度、以及与该最小焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数,焊接工作下界点具有满足预设焊接性能要求下的最大焊丝伸出长度、以及与该最大焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数。
本实施例中,焊接工作试验点为已经过焊接工艺试验验证,且满足预设焊接性能要求的焊接工作点,多个焊接工作试验点的工艺参数各不相同。
本实施例中,焊接工作上界点、焊接工作下界点以及焊接工作试验点均通过焊接工艺试验获取。
S302、根据焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点进行插值运算,确定当前送丝速度下的焊接工作中点以及当前送丝速度下的焊接工艺参数子集;其中,采用焊接工作中点的工艺参数进行焊接时的焊接性能最优。
本实施例中,焊接性能最优可以包括熔滴过渡频率最高,和/或焊缝成形宽度一致性最均匀等。
本实施例中,若以焊丝伸出长度CTWD为纵坐标,以焊接性能参数为横坐标,可以获取焊接性能参数与CTWD的近似正态分布曲线。
示例性地,焊接性能参数(Welding Performance Percentage,WPP)为熔滴过渡频率。则焊接工作中点对应的熔滴过渡频率最大,为100%。焊接工作上界点以及焊接工作下界点分别对应了满足预设要求的最小熔滴过渡频率,为60%;各焊接工作试验点对应的熔滴过渡频率处于60%至100%之间。
本实施例为了提高效率,可以通过插值运算方法确定当前送丝速度下的焊接工作中点以及当前送丝速度下的焊接工艺参数子集。
可选地,也可以通过焊接工艺试验直接确定焊接工作中点的工艺参数。
S303、调节当前送丝速度,返回执行获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点,直至获取到多个送丝速度各自分别对应的焊接工艺参数子集时为止。
本实施例中,送丝速度的选取范围可以根据应用需求确定。
本实施例中,多个送丝速度至少包括选取范围中的最大送丝速度、最小送丝速度,以便进行插值运算。
可选地,为了最大范围的确定焊接工艺参数集,在获取多个送丝速度各自分别对应的焊接工艺参数子集之后,方法还可以包括:
方式1:对所多个送丝速度各自分别对应的焊接工作中点进行插值运算,生成焊接中值工作基线,并将该焊接中值工作基线上的焊接工作点作为初始值保存至焊机***。
方式2:对多个送丝速度各自分别对应的焊接工作上界点进行插值运算,生成焊接上界工作基线。
方式3对多个送丝速度各自分别对应的焊接工作下界点进行插值运算,生成焊接下界工作基线。
可选地,由焊接上界工作基线、焊接下界工作基线、最大送丝速度和最小送丝速度合围成的封闭区域即是满足预设性能要求的焊接工艺参数的可能的取值范围。
本申请实施例提供获取多个焊接工作点的工艺参数的方法,可以获取满足预设性能要求的所有的焊接工作点的工艺参数,以便在进行焊接工作点设置时进行推荐,进而保障了焊接质量的稳定性。
图4为本申请又一实施例提供的获取焊接工艺参数集方法的流程示意图,描述了图3实施例中步骤301的一种可行的实施方式,如图4所示,获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点,包括:
S401、采用试凑法确定满足预设焊接性能要求的第一工作点的工艺参数。
本实施例中,第一工作点可以是当前送丝速度下满足预设焊接性能要求的任意一个焊接工作点。
例如,可以在当前送丝速度下,首先设置焊丝伸出长度CTWD,然后保持该焊丝伸出长度不变,调节焊接电流,以确保第一工作点的焊接性能满足预设要求。其中,焊丝伸出长度以及焊接电流均可以根据用户经验进行设置。
示例性地,当前送丝速度为Vf,第一工作点的焊丝伸出长度为14mm,匹配的焊接电流为70A。
S402、将第一工作点确定为起始点,调节起始点的工艺参数生成第一参数;其中,调节包括同时调节焊丝伸出长度和焊接能量参数,且焊丝伸出长度和焊接能量参数之间符合单调下降关系曲线。
在增量式调整中,保持送丝速度恒定时,焊接能量参数(例如焊接电流)与焊丝伸出长度相互匹配对偶,需要同时调节焊接能量参数和焊丝伸出长度。
由电弧特性可知,当焊接电流变小时,电弧长度变小,此时焊接电弧变短,由焊接电流产生的热量减小,为了保障焊接时的熔化速度不变(即送丝速度不变),需要增加焊丝伸出长度,此时焊丝伸出长度CTWD变大,焊丝产生较大的电阻热,可以通过该较大的电阻热,保障熔化速度与之前(焊接电流减小前)保持一致。相应地,当焊接电流增大时,电弧长度变大,在保持送丝速度恒定时,需要减少焊丝伸出长度,因此,本实施例中焊丝伸出长度和焊接能量参数之间符合单调下降关系曲线。
示例性地,请参阅图5,图5为本申请一实施例提供的CTWD分别和焊接电流、焊接性能参数之间的关系示意图;应理解的是,本图中送丝速度为恒定值。图5中曲线1为焊丝伸出长度CTWD与焊接电流I之间的单调下降关系曲线,曲线2为CTWD与WPP(以熔滴过渡频率为例)之间的近似正态分布曲线。
如图5中曲线1所示,当焊丝伸出长度CTWD增大时,焊接电流I减少,当CTWD减少时,焊接电流增大,且CTWD和I之间符合单值单调对应关系。
本实施例中,调节包括两个调节方向,第一调节方向用于获取低焊接工作点,即调大焊丝伸出长度的同时调小焊接电流;第二调节方向用于获取高焊接工作点,即调小焊丝伸出长度的同时调大焊接电流。
示例性地,请一并参考图5,当前送丝速度为Vf,第一工作点可以为P4点,P4点的焊丝伸出长度CTWD为C1,对应地焊接电流为I1,将调节方向设置为第二调节方向,得到的焊接工作点为P5,P5的焊丝伸出长度为C2,对应地焊接电流为I2,其中C1大于C2,I1小于I2,且P4点和P5点的熔滴过渡频率均大于60%,满足预设焊接性能要求。
S403、获取采用第一参数进行焊接时的焊接性能参数。
本步骤中,焊接性能参数包括熔滴过渡频率、和/或焊缝宽度一致性。
S404、在焊接性能参数满足预设焊接性能要求的情况下,将第一参数对应的焊接工作点保存为起始点。
本实施例中,若第一参数的焊接性能参数不满足预设焊接性能要求,说明步骤402中的调节后的第一参数已经超出焊接工作上界点或者焊接工作下界点的工艺参数范围。此时应保持起始点不变,减少调节量,直至采用第一参数进行焊接时的焊接性能参数满足预设焊接性能要求。
若第一参数的焊接性能满足预设焊接性能要求,则第一参数对应的焊接工作点可以确定为焊接工作试验点。
可选地,可以将第一参数的焊接性能与采用第一工作点的工艺参数进行焊接的焊接性能进行比较,以确定步骤402中的调节带来的效果。
S405、返回执行调节起始点的工艺参数生成第一参数的步骤,直至获取到焊接工作上界点和焊接工作下界点时为止。
由图3实施例可知,焊接工作上界点具有满足预设焊接性能要求下的最小焊丝伸出长度、以及与最小焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数。即将焊接工作上界点确定为起始点后,若调小焊丝伸出长度,无论焊接电流为多少,其焊接性能均无法满足预设要求。
相应地,焊接工作下界点具有满足预设焊接性能要求下的最大焊丝伸出长度、以及与该最大焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数。则将焊接工作下界点确定为起始点后,若调大焊丝伸出长度,无论焊接电流为多少,其焊接性能均无法满足预设要求。
示例性地,请一并参阅图5,如图5所示,P3点为焊接工作上界点,其熔滴过渡频率为60%,满足预设要求,且P3点具备最小焊丝伸出长度CTWD、以及与最小焊丝伸出长度匹配的最大焊接电流;P2点为焊接工作下界点,其熔滴过渡频率为60%,满足预设要求,且P2点具备最大焊丝伸出长度CTWD、以及与最大焊丝伸出长度匹配的最小焊接电流。
本实施例中,为了提高获取到焊接工作上界点和焊接工作下界点的效率,可以根据相邻三次迭代中的焊接性能参数,确定下一次迭代中的调节方向或者调节量的大小。
其中,调节方向包括调大焊丝伸出长度CTWD或者调小焊丝伸出长度CTWD,调节量的大小用于描述每次调节时CTWD的改变量。
其中,本步骤中的调节也包括同时调节焊丝伸出长度和焊接电流,且焊丝伸出长度和焊接电流之间符合单调下降关系曲线。
为了更清楚的说明本实施例,请一并参阅图5,当前送丝速度为Vf
第一工作点的焊丝伸出长度为14mm,匹配的焊接电流为70A,采用第一工作点的工艺参数进行焊接时的熔滴过渡频率为F1;
第1次迭代中调节方向为调小焊丝伸出长度,调大焊接电流,对应地第一参数中焊丝伸出长度调小为12mm,焊接电流调大至80A,采用该第一参数进行焊接时的熔滴过渡频率为F2;
第2次迭代中调节方向保持不变,对应地调整后参数为焊丝伸出长度调小为10mm,焊接电流调大至90A,采用该调整后的参数进行焊接时的熔滴过渡频率为F3。
若F1大于F2,且F2大于F3,即在同一调节方向下,两次迭代均降低了焊接性能指标;表示第一工作点、第1次迭代后的工作点以及第2次迭代后的工作点对应的WPP处于近似正态分布曲线的下降侧,若保持调节方向不变,则会在N次迭代后获取焊接工作上界点P3,其中N大于2。
若F1小于F2,且F2小于F3,即在同一调节方向下,两次迭代均提高了焊接性能指标,表示第一工作点、第1次迭代后的工作点以及第2次迭代后的工作点对应的WPP处于近似正态分布曲线的上升侧,则此时改变调节方向,即将调节方向改变为增大焊丝伸出长度,则会在M次迭代后获取焊接工作上界点,其中M大于2。
相应地,此时若保持调节方向不变,则会在至少一次迭代后获取焊接工作中点P1。
若F1小于F2,且F2大于F3,则表示第一工作点、第1次迭代后的工作点以及第2次迭代后的工作点对应的WPP分处近似正态分布曲线的两侧,可知焊接工作中点P1的工艺参数应该位于上述三个工作点之间。此时可以通过试验方式或者插值运算的方法确定焊接工作中点P1。
进一步地,此时也可以改变第一工作点的调节方向,获取第3次迭代后的工作点对应的WPP,以判断第一工作点、第3次迭代后的工作点对应的WPP处于近似正态分布曲线上升侧还是下降侧,进而继续迭代以获取焊接工作上界点或者焊接工作下界点。
其中,在多次迭代过程中获取的满足预设焊接性能要求的工作点均为焊接工作试验点。
应理解的是,本实施例中焊接能量参数均以焊接电流为例进行了示例性说明。其中,焊接能量参数同样也可以是焊接电压,且焊丝伸出长度和焊接电压之间也符合单调下降关系曲线。
应理解的是,在保障同时调节焊丝伸出长度和焊接能量参数,且焊丝伸出长度和焊接能量参数之间符合单调下降关系曲线,可以有多种焊接工艺试验方式获取满足预设焊接性能要求的焊接工艺参数集,在此不一一赘述。
应理解的是,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
基于上述实施例所提供的焊接工作点设置方法,本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例的装置实施例。
图6为本申请一实施例提供的焊接工作点设置装置的结构示意图。包括各单元用于执行图1对应的实施例中的各步骤,具体请参阅图1对应的实施例中的相关描述。为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分。参见图6,焊接工作点设置装置60包括:
第一获取模块601,用于获取焊接工作点的参数设置模式;
第二获取模块602,用于获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量;
生成模块603,用于根据所述参数设置模式对所述初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量;
叠加模块604,用于从焊接工艺参数集中查找当前焊接工作点的工艺参数,并将所述新参数偏移量与所述工艺参数进行叠加处理,生成当前焊接工作点的静态设置参数;其中,所述焊接工艺参数集包括满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数。
可选地,所述初始参数偏移量包括焊接能量参数的偏移量;所述第二获取模块602用于所述获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量,具体包括:
获取所述上一个焊接工作点进行增量式调整后的第一焊接能量参数;
从所述焊接工作点参数集查找所述上一个焊接工作点的第二焊接能量参数;
将所述第一焊接能量参数与所述第二焊接能量参数的差值确定为所述初始参数偏移量。
可选地,生成模块603根据所述参数设置模式对所述初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量,具体包括:
在所述参数设置模式为忽略模式的情况下,将所述初始参数偏移量进行归零处理,生成所述新参数偏移量;
在所述参数设置模式为随带模式的情况下,将所述初始参数偏移量确定为所述新参数偏移量;
在所述参数设置模式为改变模式的情况下,获取当前焊接工作点的焊接能量参数的偏移量幅值,根据所述偏移量幅值对所述初始参数偏移量进行限幅处理,生成所述新参数偏移量。
本申请实施例提供的焊接工作点设置装置中,当参数设置模式被选定后,焊机自动地按照所选定的工作模式对上一个工作点所具有的电流和(或)电压偏移量进行处理,然后再将这个偏移量叠加到当前焊接工作点所对应的参数上以获得新的、可应用的焊接工艺参数。一方面,本方法面向用户提供参数设置模式选择,满足了不同焊接应用场景下的不同焊接需求,提高了焊接工作点设置的效率,同时避免了由于用户缺乏经验而忽略初始偏移量的风险,提高了焊接质量的稳定性;另一方面,当前焊接工作点对应的工艺参数从焊接工艺参数集中查找获得,该工艺参数均为已试验过的满足预设性能要求的参数,可以更好地保证焊接质量稳定性,提高焊接性能。
图7为本申请另一实施例提供的焊接工作点设置装置的结构示意图。包括各单元用于执行图2至图4对应的实施例中的各步骤,具体请参阅图2至图4对应的实施例中的相关描述。为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,如图7所述,焊接工作点设置装置60还包括:
第三获取模块605,用于根据焊接工艺试验,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数;其中,所述预设焊接性能要求包括:熔滴过渡频率大于或等于最大熔滴过渡频率的60%,和/或焊缝成形宽度一致性小于或等于10%;
组合模块606,用于将所述多个焊接工作点的工艺参数组合生成所述焊接工艺参数集;其中,每个焊接工作点的工艺参数包括送丝速度、相互匹配的焊接能量参数和焊丝伸出长度。
可选地,所述第三获取模块605根据焊接工艺试验,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数,具体包括:
获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点;其中,所述焊接工作上界点具有满足预设焊接性能要求下的最小焊丝伸出长度、以及与该最小焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数,所述焊接工作下界点具有满足预设焊接性能要求下的最大焊丝伸出长度、以及与该最大焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数;
根据所述焊接工作上界点、所述焊接工作下界点以及所述多个焊接工作试验点进行插值运算,确定当前送丝速度下的焊接工作中点以及当前送丝速度下的焊接工艺参数子集;其中,采用所述焊接工作中点的工艺参数进行焊接时的焊接性能最优;
调节当前送丝速度,返回执行获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点,直至获取到多个送丝速度各自分别对应的焊接工艺参数子集时为止。
可选地,所述第三获取模块605获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点,具体包括:
采用试凑法确定满足预设焊接性能要求的第一工作点的工艺参数;
将所述第一工作点确定为起始点,调节所述起始点的工艺参数生成第一参数;其中,所述调节包括同时调节焊丝伸出长度和焊接能量参数,且所述焊丝伸出长度和所述焊接能量参数之间符合单调下降关系曲线;
获取采用所述第一参数进行焊接时的焊接性能参数;
在所述焊接性能参数满足预设焊接性能要求的情况下,将所述第一参数对应的焊接工作点保存为起始点;
返回执行调节所述起始点的工艺参数生成第一参数的步骤,直至获取到所述焊接工作上界点和所述焊接工作下界点时为止。
可选地,所述第三获取模块605还具体用于:
对所述多个送丝速度各自分别对应的焊接工作中点进行插值运算,生成焊接中值工作基线;
对所述多个送丝速度各自分别对应的焊接工作上界点进行插值运算,生成焊接上界工作基线;
对所述多个送丝速度各自分别对应的焊接工作下界点进行插值运算,生成焊接下界工作基线。
本申请实施例提供的焊接工作点设置装置,可以获取满足预设性能要求的所有的焊接工作点的工艺参数,以便在进行焊接工作点设置时进行推荐,进而保障了焊接质量的稳定性。
图6和图7所示实施例提供的焊接工作点设置装置,可用于执行上述方法实施例中的技术方案,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
图8是本申请一实施例提供的焊接工作点设置设备的示意图。如图8所示,该实施例的焊接工作点设置设备70包括:至少一个处理器701、存储器702以及存储在存储器702中并可在所述处理器701上运行的计算机程序,焊接工作点设置设备70还包括通信部件703,其中,处理器701、存储器702以及通信部件703通过总线704连接。
处理器701执行所述计算机程序时实现图1中焊接工作点设置方法实施例中的步骤。示例性地,计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器702中,并由处理器701执行,以完成本申请。
本领域技术人员可以理解,图8仅仅是焊接工作点设置设备的示例,并不构成对焊接工作点设置设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如输入输出设备、网络接入设备、总线等。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时可实现上述焊接参数设置方法实施例中的步骤。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用而使用不同的方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应被认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/网络设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种焊接工作点设置方法,其特征在于,包括:
获取焊接工作点的参数设置模式;
获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量;
根据所述参数设置模式对所述初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量;
从焊接工艺参数集中查找当前焊接工作点的工艺参数,并将所述新参数偏移量与所述工艺参数进行叠加处理,生成当前焊接工作点的静态设置参数;其中,所述焊接工艺参数集包括满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数;
所述初始参数偏移量包括焊接能量参数的偏移量;
所述获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量,包括:
获取所述上一个焊接工作点进行增量式调整后的第一焊接能量参数;
从所述焊接工作点参数集查找所述上一个焊接工作点的第二焊接能量参数;
将所述第一焊接能量参数与所述第二焊接能量参数的差值确定为所述初始参数偏移量;
所述根据所述参数设置模式对所述初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量包括:
在所述参数设置模式为忽略模式的情况下,将所述初始参数偏移量进行归零处理,生成所述新参数偏移量;
在所述参数设置模式为随带模式的情况下,将所述初始参数偏移量确定为所述新参数偏移量;
在所述参数设置模式为改变模式的情况下,获取当前焊接工作点的焊接能量参数的偏移量幅值,根据所述偏移量幅值对所述初始参数偏移量进行限幅处理,生成所述新参数偏移量;
所述获取焊接工作点的参数设置模式之前,所述方法还包括:
根据焊接工艺试验,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数;其中,所述预设焊接性能要求包括:熔滴过渡频率大于或等于最大熔滴过渡频率的60%,和/或焊缝成形宽度一致性小于或等于10%;
将所述多个焊接工作点的工艺参数组合生成所述焊接工艺参数集;其中,每个焊接工作点的工艺参数包括送丝速度、相互匹配的焊接能量参数和焊丝伸出长度;
所述根据焊接工艺试验,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数,包括:
获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点;其中,所述焊接工作上界点具有满足预设焊接性能要求下的最小焊丝伸出长度、以及与该最小焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数,所述焊接工作下界点具有满足预设焊接性能要求下的最大焊丝伸出长度、以及与该最大焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数;
根据所述焊接工作上界点、所述焊接工作下界点以及所述多个焊接工作试验点进行插值运算,确定当前送丝速度下的焊接工作中点以及当前送丝速度下的焊接工艺参数子集;其中,采用所述焊接工作中点的工艺参数进行焊接时的焊接性能最优;
调节当前送丝速度,返回执行获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点,直至获取到多个送丝速度各自分别对应的焊接工艺参数子集时为止。
2.如权利要求1所述的焊接工作点设置方法,所述获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点,包括:
采用试凑法确定满足预设焊接性能要求的第一工作点的工艺参数;
将所述第一工作点确定为起始点,调节所述起始点的工艺参数生成第一参数;其中,所述调节包括同时调节焊丝伸出长度和焊接能量参数,且所述焊丝伸出长度和所述焊接能量参数之间符合单调下降关系曲线;
获取采用所述第一参数进行焊接时的焊接性能参数;
在所述焊接性能参数满足预设焊接性能要求的情况下,将所述第一参数对应的焊接工作点保存为起始点;
返回执行调节所述起始点的工艺参数生成第一参数的步骤,直至获取到所述焊接工作上界点和所述焊接工作下界点时为止。
3.如权利要求1所述的焊接工作点设置方法,其特征在于,所述获取多个送丝速度各自分别对应的焊接工艺参数子集之后,所述方法还包括:
对所述多个送丝速度各自分别对应的焊接工作中点进行插值运算,生成焊接中值工作基线;
对所述多个送丝速度各自分别对应的焊接工作上界点进行插值运算,生成焊接上界工作基线;
对所述多个送丝速度各自分别对应的焊接工作下界点进行插值运算,生成焊接下界工作基线。
4.一种焊接工作点设置装置,其特征在于,所述装置包括:
第一获取模块,用于获取焊接工作点的参数设置模式;所述参数设置模式包括忽略模式、随带模式和改变模式;
第二获取模块,用于获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量;
处理模块,用于根据所述参数设置模式对所述初始参数偏移量进行处理,生成更新后的参数偏移量;
生成模块,用于从焊接工艺参数集中查找当前焊接工作点的工艺参数,并将所述更新后的参数偏移量与所述工艺参数进行叠加处理,生成当前焊接工作点的静态设置参数;其中,所述焊接工艺参数集包括了满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数;
所述初始参数偏移量包括焊接能量参数的偏移量;所述第二获取模块用于所述获取与当前焊接工作点相邻的上一个焊接工作点的初始参数偏移量,具体包括:
获取所述上一个焊接工作点进行增量式调整后的第一焊接能量参数;
从所述焊接工作点参数集查找所述上一个焊接工作点的第二焊接能量参数;
将所述第一焊接能量参数与所述第二焊接能量参数的差值确定为所述初始参数偏移量;
生成模块根据所述参数设置模式对所述初始参数偏移量进行处理,生成新参数偏移量,具体包括:
在所述参数设置模式为忽略模式的情况下,将所述初始参数偏移量进行归零处理,生成所述新参数偏移量;
在所述参数设置模式为随带模式的情况下,将所述初始参数偏移量确定为所述新参数偏移量;
在所述参数设置模式为改变模式的情况下,获取当前焊接工作点的焊接能量参数的偏移量幅值,根据所述偏移量幅值对所述初始参数偏移量进行限幅处理,生成所述新参数偏移量;
焊接工作点设置装置还包括:
第三获取模块,用于根据焊接工艺试验,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数;其中,所述预设焊接性能要求包括:熔滴过渡频率大于或等于最大熔滴过渡频率的60%,和/或焊缝成形宽度一致性小于或等于10%;
组合模块,用于将所述多个焊接工作点的工艺参数组合生成所述焊接工艺参数集;其中,每个焊接工作点的工艺参数包括送丝速度、相互匹配的焊接能量参数和焊丝伸出长度;
所述第三获取模块根据焊接工艺试验,获取满足预设焊接性能要求的多个焊接工作点的工艺参数,具体包括:
获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点;其中,所述焊接工作上界点具有满足预设焊接性能要求下的最小焊丝伸出长度、以及与该最小焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数,所述焊接工作下界点具有满足预设焊接性能要求下的最大焊丝伸出长度、以及与该最大焊丝伸出长度匹配的焊接能量参数;
根据所述焊接工作上界点、所述焊接工作下界点以及所述多个焊接工作试验点进行插值运算,确定当前送丝速度下的焊接工作中点以及当前送丝速度下的焊接工艺参数子集;其中,采用所述焊接工作中点的工艺参数进行焊接时的焊接性能最优;
调节当前送丝速度,返回执行获取当前送丝速度下的焊接工作上界点、焊接工作下界点以及多个焊接工作试验点,直至获取到多个送丝速度各自分别对应的焊接工艺参数子集时为止。
5.一种焊接工作点设置设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
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